聚羧酸减水剂不同复配配比的试验研究

唐惠琴

（南宁腾宁商品混凝土有限公司，广西 南宁 530001）

0 前言

现代建筑对混凝土的性能要求越来越高，为适应各种复杂、严酷的施工环境，同时满足节能、环保与可持续发展的理念，混凝土对外加剂的性能提出了更高的要求。

聚羧酸混凝土外加剂是一种高性能减水剂，是实现提升混凝土性能，“节能、减排、低碳”的关键材料和技术核心。随着政府和民众对生态环境保护的要求越来越严格，建筑原材料日益紧缺，砂石质量波动大，越来越多的商品混凝土公司为了应对原材料的变化，自行采购聚羧酸外加剂母液在公司内部进行复配生产，根据原材料的变化灵活调整外加剂复配配比，使原材料与外加剂的适应性更好，从而改善混凝土工作性能。

聚羧酸系外加剂的复配包括聚羧酸系减水剂不同母液之间的复配，聚羧酸系减水剂与其他品种减水剂的复配，以及聚羧酸系减水剂母液与缓凝、引气、状态调节剂等功能组分（常指小料）的物理性复配。外加剂的复配不是简单的互相组合，而是要尽量追求“1+1＞2”的叠加效应，从而提高外加剂的整体性能。

目前混凝土公司采用最普遍的外加剂复配方法为：聚羧酸减水型母液＋聚羧酸保坍型母液＋缓凝剂（葡萄糖酸钠或白糖或糊精）＋净水按一定比例混合一起搅拌复配成成品使用。本文用此方法复配成不同配比的聚羧酸外加剂做试验，探讨外加剂复配生产时针对不同的水泥、砂石原材料采用不同的复配配比，以改善混凝土的工作性能。

1 聚羧酸外加剂复配配比设计的试验思路

（1）先按照生产经验将常用的聚羧酸减水型母液、保坍型母液和葡萄糖酸钠、净水按不同的比例复配成 3 个外加剂样品。

（2）用华润、海螺、红狮三个厂家的 P·O42.5 普通硅酸盐水泥按混凝土 C30 配合比分别与这 3 个外加剂样品做试配分析。

（3）以第二步华润水泥试配结果选取混凝土工作性能最好的一个外加剂样品，其他掺合料、粗骨料同第二步试配所用材料，再选用亚甲蓝值不同的机制砂进一步做试配分析调整，找出使用不同亚甲蓝值的砂时外加剂复配的调整方法。

总之，外加剂复配配比的设计主要从其保水、保坍、良好的包浆性、和易性入手，使其能达到很好的使用效果。

2 原材料及试验方法

2.1 试验用原材料

（1）水泥：试验用南宁华润、海螺、红狮 P·O42.5普通硅酸盐水泥，具体技术指标及化学成分见表 1。

（2）碎石：试验用碎石为双定福松石场 5～25mm连续级配（石 1）、5～20mm 连续级配碎石（石 2），比例用量按石 1：石 2 = 8：2，具体性能见表 2。

（3）砂：试验用砂为：① 双定福松石场石灰岩机制砂；② 龙响山石场石灰岩机制砂；③ 羊角山石场石灰岩机制砂。各试验用砂具体技术指标见表 3。

表1 试验用各 P·O42.5 水泥的基本性能

表2 试验用各碎石的基本性能

表3 试验用各砂的性能指标

（4）矿粉：试验用矿粉为源盛 S95 级矿粉，具体性能指标见表 4。

（5）石灰石粉：试验用石灰石粉为武鸣威宇石粉厂生产的石灰石粉，具体性能指标见表 5。

（6）聚羧酸外加剂：试验用外加剂复配材料由① 广西星都科技有限公司生产的减水型母液；② 能博建材有限公司生产的保坍型母液；③ 山东福洋的葡萄糖酸钠；④ 自来水；按不同比例搭配而成，试验用母液、复配比例及成品性能指标见表 6、表 7。

表4 试验用矿粉的性能指标

表5 试验用石灰石粉的性能指标

表6 试验用各聚羧酸母液的性能指标

表7 试配用各外加剂样品配比及匀质性性能指标

2.2 试验方法

按照原材料性能检测的结果，选用公司平时产量较多的 C30 的配合比作为试配基准配比，用华润、海螺、红狮水泥分别与以上 3 个外加剂样品各做一组试配进行对比分析，选取混凝土工作性能最好的外加剂样品做为试验样品，再用不同石场的亚甲蓝值不一样的人工砂进行试配对比试验，进一步分析不同复配配比的聚羧酸外加剂对原材料的影响以及如何调整改进。试配用具体配合比如表 8。

表8 试配用 C30 混凝土配合比 kg/m3

3 结果与讨论

3.1 不同水泥厂家的水泥与 3 个不同配方的聚羧酸外加剂样品的试验结果分析

因外加剂与混凝土原材料的相容性是不容忽视的一个重要因素，尤其是外加剂与水泥的相容性的问题。若相容性差，混凝土浆骨易分离，容易露石，且对外加剂的掺量比较敏感。外加剂掺量低时，混凝土流动性差，坍落度损失加快，增加掺量后容易导致浆骨分离、粘聚性更差，是外加剂与其他原材料相容性差的一种典型表现。遇到因外加剂与混凝土原材料相容性差造成的混凝土粘聚性差，可以通过调整聚羧酸母液的类型和组合比例，找到聚羧酸母液的最优配比，可解决相容性问题。

表9 不同水泥与 3 个不同配方的聚羧酸外加剂样品试验结果

表10 不同机制砂与外加剂样品的试验结果

采用表 8 配合比，使用不同水泥与不同配方的聚羧酸外加剂做对比试验，结果见表 9。

由本次试配数据分析可知，外加剂样品 1 是高减水、高保坍的复配配比，适用于标稠用水量和比表面积较大的、与外加剂净浆流动度初始较小的水泥；外加剂样品 2 是保坍母液、减水母液比例各半的复配配比，适用于标稠用水量较小、与外加剂初始流动度正常、保水性能较好的水泥。外加剂样品 3 是低减水母液、保坍母液比例稍高的复配配比，适用于与外加剂净浆流动度初始偏大、但保水性较差、坍损较大的水泥。根据不同的水泥选择不同的复配配比可以改善外加剂与水泥相容性的问题。

3.2 亚甲蓝值不同的机制砂与 3 个聚羧酸外加剂样品的试验结果分析

采用表 8 配合比，使用亚甲蓝值不同的机制砂与不同聚羧酸外加剂做对比试验，结果见表 10。

一般来说，细集料的颗粒级配、含泥量与外加剂的适应性影响较大，本次试配在以满足 3 个小时混凝土工作性能的前提下，选用颗粒级配均在中砂范围、亚甲蓝值不一样的 3 个石场的机制砂做试配对比。从表 10 试配数据可看出，在同等外加剂掺量的情况下，亚甲蓝值合格的机制砂采用较低母液总量的样品 3# 就可满足混凝土的工作性能。亚甲蓝值达 2.0 的机制砂则采用高母液量高减水、高保坍的配比才能满足混凝土的工作性能。

由此分析，在改善外加剂与原材料适应性问题上，不同的材料采用不同复配配比的外加剂，可以改善混凝土的工作性能。

外加剂的复配配比可参考以下调整：

（1）当混凝土拌合物初始状态出现泌水沉底，后续坍损大，包浆性差时，可减少配比母液总量，减少减水母液比例，稍增加保坍母液比例，视天气增加或减少缓凝剂用量。

（2）当混凝土拌合物初始流动性差，后续坍损较小时，增加总的母液量，同时增加减水母液比例，保持保坍母液用量，缓凝剂视天气情况调整。

（3）混凝土拌合物初始料况较好，但经时损失大，保坍性差时，保持母液总量不变，适当增加保坍母液比例。

（4）混凝土拌合物初始料况较好，但出现滞后泌水较严重，应保持母液总量不变，适当减少保坍母液比例。缓凝剂视天气情况调整。

（5）混凝土拌合物初始流动性较差，料粘、重，易出现滞后泌水，应减总母液量，适当减少保坍母液比例，增大减水母液比例，缓凝剂视天气情况调整。

4 结束语

总之，外加剂与原材料的适应性对混凝土的工作性能影响较大，根据不同的材料和料况选择合适的外加剂复配配比，可以达到四两拨千斤的作用。